JP2001153487A - ペルチェ素子の取付け構造 - Google Patents

ペルチェ素子の取付け構造

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JP2001153487A
JP2001153487A JP34016499A JP34016499A JP2001153487A JP 2001153487 A JP2001153487 A JP 2001153487A JP 34016499 A JP34016499 A JP 34016499A JP 34016499 A JP34016499 A JP 34016499A JP 2001153487 A JP2001153487 A JP 2001153487A
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heat exchanger
cooled
peltier element
peltier
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JP34016499A
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English (en)
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Soichiro Matsushima
荘一郎 松嶋
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Tomy Co Ltd
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Tomy Co Ltd
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B04CENTRIFUGAL APPARATUS OR MACHINES FOR CARRYING-OUT PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES
    • B04BCENTRIFUGES
    • B04B7/00Elements of centrifuges
    • B04B7/02Casings; Lids
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B04CENTRIFUGAL APPARATUS OR MACHINES FOR CARRYING-OUT PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES
    • B04BCENTRIFUGES
    • B04B15/00Other accessories for centrifuges
    • B04B15/02Other accessories for centrifuges for cooling, heating, or heat insulating

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  • Centrifugal Separators (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 実質的な熱効率を高めことができ、取付け
が容易なペルチェ素子の取付け構造を提供すること。 【解決手段】 被冷却体と熱交換器との間にペルチェ素
子を介在させるとともに、前記被冷却体とは熱絶縁され
た部材と前記熱交換器とを連結させることによって、前
記熱交換器でペルチェ素子を前記被冷却体に圧接保持さ
せることを特徴としている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ペルチェ素子の取
付け構造に関するもので、詳しくは、熱効率を高めたペ
ルチェ素子の取付け構造に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年では、遠心分離機の使用が遺伝子工
学分野において増大している。このような分野で使用さ
れる遠心分離機では、細胞等の生体を扱うため試料の温
度管理が必須となる。例えば、細胞分画法の場合には、
遠心分離をしている間にモータから伝達される熱および
ロータと雰囲気との摩擦で熱が生じて、その熱で細胞小
器官やその成分が変性してしまう虞がある。そこで、こ
のような場合には、遠心室内を4〜18℃に冷却する必
要がある。
【0003】図4は、試料の温度管理が可能な従来の遠
心分離機を示している。この遠心分離機では、遠心室
(チャンバ)20を画成するケース21の外周に冷却管
22を巻いて蒸発器とし、該冷却管22の一端をコンプ
レッサ23,コンデンサ24,キャピラリチューブ25
を介して冷却管の他端部に接続して冷却系を構成してい
る。そして、この遠心分離機では、コンプレッサ23を
駆動することによって系内の冷媒を循環させて遠心室内
を冷房する。また、この遠心分離機では、遠心室20内
に温度センサ26を臨ませ、該温度センサ26を温度制
御器27に接続するとともに、試料温度設定器28を温
度制御器27に接続している。そして、温度制御器27
において温度センサ26からの検出値と試料温度設定器
28で予め設定した温度設定値とを比較し、その演算結
果に基づいてコンプレッサ23を駆動し、または停止し
ている。
【0004】このような遠心分離機では、冷却系として
冷却管22,コンプレッサ23,コンデンサ24等を必
要とし、それだけ遠心分離機が大型化している。
【0005】これに対して、ペルチェ素子を使用して、
冷却系を小型化した遠心分離機が提供されている(例え
ば、特開平9−141138号公報)。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ペルチ
ェ素子の取付けは、図5に示したように、ペルチェ素子
30を被冷却体31と熱交換器32とをネジ33によっ
て互いに連結させているため、熱交換器23の熱がネジ
33を介して被冷却体31に還流してしまい、実質的な
熱効率は必ずしも十分ではなく、ペルチェ素子30の取
付けに際しても、それぞれネジ33を均一なトルクによ
って締め付けない場合には、ペルチェ素子30を破損す
る虞があり、その取付け作業が煩雑でもあった。
【0007】そこで、本発明の目的は、実質的な熱効率
を高めことができ、取付けが容易なペルチェ素子の取付
け構造を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明の請求項1のペル
チェ素子の取付け構造では、被冷却体と熱交換器との間
にペルチェ素子を介在させるとともに、前記被冷却体と
は熱絶縁された部材と前記熱交換器とを連結させること
によって、前記熱交換器でペルチェ素子を前記被冷却体
に圧接保持させることを特徴としている。
【0009】即ち、本発明のペルチェ素子の取付け構造
では、ペルチェ素子を圧接挟持する熱交換器をネジによ
って被冷却体に取付けるのではなく、熱交換器を被冷却
体とは熱絶縁された部材に連結させることによって、熱
交換器から被冷却体への熱の還流をなくしている。熱絶
縁された部材は、例えば、被冷却体に断熱材を介して取
付けられた部材であってもよく、それ以外に被冷却体と
は全く独立して設置された部材であってもよい。また、
熱絶縁された部材と熱交換器とを連結させる手段として
は、ペルチェ素子を介して熱交換器を被冷却体に圧接さ
せることができる手段であればよく、スプリング,ネジ
等が挙げられる。
【0010】また、本発明のペルチェ素子の取付け構造
では、ペルチェ素子の周囲で、被冷却体と熱交換器との
間にネジを締結することによってペルチェ素子を挟持さ
せるのではなく、熱交換器を他の部材に連結させること
によって被冷却体と熱交換器との間にペルチェ素子を挟
持させるため、ペルチェ素子の取付けの際またはその後
においてもペルチェ素子に対して部分的に無理な力が働
くことはなく、したがって、ペルチェ素子が破損される
虞はなく、その取付け作業も容易になる。
【0011】本発明の請求項1の具体的構成としては、
請求項2に示したように、被冷却体とは熱絶縁された部
分と熱交換器との間にスプリングを装架させ、該スプリ
ングの付勢力によって、前記熱交換器を介してペルチェ
素子を前記被冷却体に圧接保持させる場合が挙げられ
る。この場合には、各要素の加工誤差等がスプリングに
よって吸収されるため、ペルチェ素子の両面が被冷却体
および熱交換器に対して片寄ることなく全面が当接され
る。また、それぞれのペルチェ素子をネジによってそれ
ぞれ取付ける必要がないため、複数個のペルチェ素子を
設置する場合には、取付け作業が極めて容易になる。
【0012】また、請求項2のさらなる具体的構成とし
て、請求項3に示したように、被冷却体の外周面の相対
向する部分に熱交換器を配置させ、それらの熱交換器と
前記被冷却体の外周面との間にペルチェ素子をそれぞれ
介在させるとともに、相対向する前記熱交換器間にスプ
リングを装架させ、該スプリングの付勢力によって前記
被冷却体の外周面と前記熱交換器との間に前記ペルチェ
素子をそれぞれ圧接挟持させる場合が挙げられる。この
発明では、熱交換器に一端を係合させたスプリングの他
端を係合させる相手側部材として相対向配置させた熱交
換器を使用しており、被冷却体に対して特別に熱絶縁さ
せる構造を採用する必要はなく、そのための部品,設置
スペース等が不要になる。
【0013】また、本発明の請求項1の具体的構成とし
ては、請求項4に示したように、被冷却体とは熱絶縁さ
れた部分と熱交換器との間にネジを締結させ、該ネジの
締結力によって、前記熱交換器を介してペルチェ素子を
前記被冷却体に圧接保持させる場合が挙げられる。この
発明のペルチェ素子の取付け構造によれば、複数のペル
チェ素子を取り付ける場合に、各ペルチェ素子を個々に
ネジ止めする必要がなく、しかもネジの締結力が多少の
不均一であっても、熱交換器に吸収されるためその影響
を受けることがなく、したがってペルチェ素子の取付け
作業が容易になる。
【0014】また、請求項請求項4のさらなる具体的構
成として、請求項5に示したように、被冷却体の外周面
の相対向する部分に熱交換器を配置させ、それらの熱交
換器と前記被冷却体の外周面との間にペルチェ素子をそ
れぞれ介在させるとともに、相対向する前記熱交換器を
ネジによって互いに連結させ、該ネジの締結力によって
前記冷却体の外周面と前記熱交換器との間に前記ペルチ
ェ素子をそれぞれ圧接挟持させる場合が挙げられる。こ
の発明では、熱交換器をネジ止めさせるための相手部材
として、相対向配置させた熱交換器を使用しており、被
冷却体に対して特別に熱絶縁させる構造を採用する必要
はなく、そのための部品,設置スペース等が不要にな
る。
【0015】
【発明の実施の形態】図1乃至図3は、本発明に係るペ
ルチェ素子の取付け構造を遠心分離機に適用した場合を
示しており、図1は遠心分離機の上部を概念的に示した
斜視図,図2はその遠心分離機の要部を示した平面図,
図3はその遠心分離機の要部を示した側面断面図であ
る。
【0016】この遠心分離機では、遠心室1を画成する
ケース(被冷却体)2ががアルミニウムブロックによっ
て構成されている。このケース2は直方体を成してお
り、相対向する一対の側面に2つの突起3,3がそれぞ
れ形成されている。そして、このケース2では、突起3
を除いた側面が、図2において2点鎖線で示したよう
に、発泡スチロール等の断熱材4によって囲繞されてい
る。
【0017】一方、この遠心分離機は、2つの熱交換器
5,5を有している。それらの熱交換器5,5のハウジ
ング6は4角筒を成しており、一側面に冷却板7を備え
ている。また、ハウジング6の内部には、該冷却板7に
連設された多数のフィン8が収容され、ハウジング6の
開口端にはファン9が設置されている。また、ハウジン
グ6の両端にはスプリング掛け10が形成されている。
【0018】この遠心分離機では、冷却板7をケース2
の突起3に向けて熱交換器5をそれぞれ配置させるとと
もに、冷却板7と突起3との間にペルチェ素子11を配
置させ、相対向する熱交換器5,5のスプリング掛け1
0,10にスプリング12の端部を係合させることによ
って熱交換器5,5をケース2に保持させる。この状態
においては、ペルチェ素子11は、スプリング12の付
勢力によって熱交換器5の冷却板7とケース2との間に
圧接挟持される。
【0019】そして、ペルチェ素子11の各端子は、図
示しない公知の手段、即ちリード線を介してコントロー
ラに接続される。そして、コントローラによって設定さ
れた電流がリード線を介してペルチェ素子11に供給さ
れ、該ペルチェ素子11の一方の面が冷却される。した
がって、ケース2は、そのペルチェ素子11によって冷
却される。その際、ペルチェ素子11の他方の面は加熱
されるが、その熱は冷却板7、さらにはフィン8から放
熱される。このフィン8は、ファン9によってハウジン
グ6内に発生される空気の流に晒され、強制的に冷却
(放熱)されている。
【0020】なお、上記実施の形態では、熱交換器5,
5にスプリング12を装架し、該スプリング12によっ
て熱交換器5をケース2方向へ付勢しているが、例え
ば、図1において円A内に示したように、熱交換器5,
5を互いにネジ13によって締結させ、その締結力で熱
交換器5をケース2へ圧接させるようにしてもよい。
【0021】また、上記実施の形態では、遠心分離機を
例にして、本発明を説明したが、本発明は、遠心分離機
に限らず、他の熱管理装置のチャンバを画成するケース
に適用することができることは言うまでもない。ここで
いう熱管理装置とは、遠心濃縮機,恒温槽等のチャンバ
内の温度管理を行なう全ての装置をいう。また、特許請
求の範囲では、被冷却体としているが、冷却ばかりでな
く加熱の場合も含むものとする。その場合にはケースは
被加熱体となる。
【0022】
【発明の効果】上記したように、本発明のペルチェ素子
の取付け構造では、被冷却体と熱交換器との間にペルチ
ェ素子を介在させるとともに、前記被冷却体とは熱絶縁
された部材と前記熱交換器とを連結させることによっ
て、前記熱交換器でペルチェ素子を前記被冷却体に圧接
保持させることを特徴としている。したがって、この発
明のペルチェ素子の取付け構造によれば、被冷却体と熱
交換器がネジ等の熱伝導体によって直接連結されていな
いので、熱交換器の熱が被冷却体へ還流することがな
く、したがって実質的に熱効率の良い熱管理装置が得ら
れる。また、本発明のペルチェ素子の取付け構造では、
ペルチェ素子の周囲で、被冷却体と熱交換器との間にネ
ジを締結することによってペルチェ素子を挟持させるの
ではなく、熱交換器を他の部材に連結させることによっ
て被冷却体と熱交換器との間にペルチェ素子を挟持させ
るため、ペルチェ素子の取付けの際またはその後におい
てもペルチェ素子に対して部分的に無理な力が働くこと
はなく、したがって、ペルチェ素子が破損される虞はな
く、その取付け作業も容易になる。さらにまた、本発明
のペルチェ素子の取付け構造では、ペルチェ素子を個々
に取付ける必要がないため、複数個のペルチェ素子を設
置する場合には、その取付け作業が有利になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るペルチェ素子の取付け構造を遠心
分離機に適用した場合を示しており、その遠心分離機の
上部を概念的に示した斜視図である。
【図2】図1に示した遠心分離機の要部を示した平面図
である。
【図3】図1に示した遠心分離機の要部を示した側面断
面図である。
【図4】従来の遠心分離機を示した概念的断面図であ
る。
【図5】従来のペルチェ素子の取付け構造を示した斜視
図である。
【符号の説明】
1 遠心室 2 ケース(被冷却体) 3 突起 4 断熱材 5 熱交換器 6 ハウジング 7 冷却板 8 フィン 9 ファン 10 スプリング掛け 11 ペルチェ素子 12 スプリング

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 被冷却体と熱交換器との間にペルチェ素
    子を介在させるとともに、前記被冷却体とは熱絶縁され
    た部材と前記熱交換器とを連結させることによって、前
    記熱交換器でペルチェ素子を前記被冷却体に圧接保持さ
    せることを特徴とするペルチェ素子の取付け構造。
  2. 【請求項2】 前記被冷却体とは熱絶縁された部材と前
    記熱交換器との間にスプリングを装架させ、該スプリン
    グの付勢力によって、前記熱交換器を介してペルチェ素
    子を前記被冷却体に圧接保持させることを特徴とする請
    求項1に記載のペルチェ素子の取付け構造。
  3. 【請求項3】 被冷却体の外周面の相対向する部材に熱
    交換器を配置させ、それらの熱交換器と前記被冷却体の
    外周面との間にペルチェ素子をそれぞれ介在させるとと
    もに、相対向する前記熱交換器間にスプリングを装架さ
    せ、該スプリングの付勢力によって前記被冷却体の外周
    面と前記熱交換器との間に前記ペルチェ素子をそれぞれ
    圧接挟持させたことを特徴とする請求項2に記載のペル
    チェ素子の取付け構造。
  4. 【請求項4】 前記被冷却体とは熱絶縁された部材と前
    記熱交換器との間にネジを締結させ、該ネジの締結力に
    よって、前記熱交換器を介してペルチェ素子を前記被冷
    却体に圧接保持させることを特徴とする請求項1に記載
    のペルチェ素子の取付け構造。
  5. 【請求項5】 被冷却体の外周面の相対向する部材に熱
    交換器を配置させ、それらの熱交換器と前記被冷却体の
    外周面との間にペルチェ素子をそれぞれ介在させるとと
    もに、相対向する前記熱交換器をネジによって互いに連
    結させ、該ネジの締結力によって前記冷却体の外周面と
    前記熱交換器との間に前記ペルチェ素子をそれぞれ圧接
    挟持させたことを特徴とする請求項4に記載のペルチェ
    素子の取付け構造。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007198674A (ja) * 2006-01-26 2007-08-09 Fuji Koki Corp 補助冷却装置の固定構造
AT507376B1 (de) * 2008-08-29 2013-09-15 Anagnostics Bioanalysis Gmbh Vorrichtung zum temperieren eines rotationssymetrischen behältnisses
CN110332728A (zh) * 2019-07-04 2019-10-15 深圳市瑞沃德生命科技有限公司 一种制冷系统

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